全自动洗衣机plc毕业设计方案

摘 要随着社会的经济的发展和科学技术水平的提高，家庭电器全自动化成为必然的发展趋势。全自动洗衣机的生产极大的方便了人们的生活。全自动洗衣机综合运用了大量力学、电学、光学等知识。洗衣机的洗涤过程主要是在机械产生的排渗、冲刷等机械作用和洗涤剂的润湿、分散作用下，将污垢拉入水中来实现洗净的目的。本次毕业设计就PLC在全自动洗衣机的控制系统中的应用做了详细的介绍。实现洗衣机由进水、洗涤、排水、脱水、报警到自动停止的循环过程。设计了相应的程序，结合相应的硬件系统，并通过三菱FX2N系列PLC仿真系统模拟出全自动洗衣机的运行过程。关键词：全自动洗衣机 可编程控制器 控制程序AbstractAlong with the social economy development and raise the level of science and technology, the automation of household appliances become inevitable trend of development. Automatic washing machine production great convenience in peoples lives. Full-automatic washing machine is integrated with a mechanical, electrical, optical knowledge. The washing machine washing process is basically a flyash produced in machinery, scour mechanical function and scour the wetting, dispersion, pull into the water to realize the dirt wash purpose. This course design of full-automatic washing machine is PLC in the control of the application of the system are described in detail. Realize by water, washing machine washing, drainage, dehydration, alarm to automatic stop cycle. The corresponding program design, combined with the corresponding hardware system, and through the mitsubishi FX2N series PLC simulation system of automatic washing machine model the operation.Keywords: automatic washing machine PLC control procedures25 / 25目 录1 概述-3-1.1全自动洗衣机.-3- 1.2全自动洗衣机的应用现状.-3- 1.3设计全自动洗衣机的意义.-3-2 全自动洗衣机的设计要求与功能实现-4-2.1全自动洗衣机控制系统的控制要求.-4- 2.1.1全自动洗衣机的工作原理.-4- 2.1.2设备控制要求.-4-2.2全自动洗衣机控制系统的PLC选型和资源配置.-5-2.2.1控制系统构成图.-5- 2.2.2 PLC硬件接线图.-6-3 全自动洗衣机控制系统PLC程序-7-3.1系统资源配置.-7- 3.1.1数字量输入部分.-7- 3.1.2数字量输出部分.-7-3.2源程序.-8-3.2.1辅助继电器.-8- 3.2.2进水.-10- 3.2.3洗水.-11- 3.2.4排水.-12- 3.2.5脱水.-13- 3.2.6洗完报警.-14-4 全自动洗衣机控制系统程序设计和调试-16-4.1编程软件.-16-4.2程序的流程图，构成和相关设置.-16- 4.2.1流程图.-16-4.2.2程序的构成.-17- 4.2.3程序的下载，安装和调试.-17-5 毕业设计总结-18-参考文献-19-致谢-19-1 概述1.1全自动洗衣机全自动洗衣机是通过水位开关与电磁进水阀配合来控制进水、排水以及电机的通断，从而实现自动控制的。电磁进水阀起着通、断水源的作用。当电磁线圈断电时，移动铁芯在重力和弹簧力的作用下，紧紧顶在橡胶膜片上，并将膜片的中心小孔堵塞，这样阀门关闭，水流不通。当电磁线圈通电后，移动铁芯在磁力作用下上移，离开膜片，并使膜片的中心小孔打开，于是膜片上方的水通过中心小孔流入洗衣桶内。由于中心小孔的流通能力大于膜片两侧小孔的流通能力，膜片上方压强迅速减小，膜片将在压力差的作用下上移，闭门开启，水流导通。水位开关实际上是一个压力开关。气室的入口与洗衣桶中的贮气室相联接。当水注入洗衣桶后，贮气室口很快被封闭，随水位上升，贮气室的水位也上升，被封闭的空气压强亦增大，水位开关中的波纹膜片受压而胀起，推动顶杆运动而使触点改变，从而实现自动通断。1.2全自动洗衣机的应用现状目前洗衣机是一种耳熟能详的家用电器，随着科技的进步和人们生活质量的提高，以及人们对精神文明的高度追求，那么全自动洗衣机也揭开了面纱，现在做的比较好的，国内有小天鹅、海尔、荣事达等等，国外有西门子，博世等等。这些厂家所生产的全自动洗衣机还是比较好的，但所谓物以稀为贵，所以相对来说价格还存在很大的异议。而人们追求的高质量生活，也就对这些不是很过问了，只要买来好用就可以了，所以目前市场上还是有很大的发展空间。1.3 设计全自动洗衣机的意义全自动洗衣机以其固有的优点还是赢得了很多的消费者的信赖，应用而生，它将是现在到未来的星星产品，所以有必要开发和改善现有的全自动洗衣机。应用最先进的科技技术 ，投入最少的资金，你便拥有了更广阔的市场竞争力，而现在plc价格也在下降，所以可以应用该产品进行研发，从而达到自动化控制，更多的赢得消费者的青睐。2 全自动洗衣机的设计要求与功能实现2.1 全自动洗衣机控制系统的控制要求2.1.1 全自动洗衣机的工作原理图1-1全自动洗衣机系统框图全自动洗衣机的进水和排水分别有进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时，通过电控系统把进水阀打开，经进水管将水注人外桶，排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水又外桶排到机外。洗衣机正转，反转由洗涤电机驱动波轮正反来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电机带动内桶正转进行甩干；高低水位开关分别用来测高低水位；启动按钮用来启动洗衣机工作；停止按钮用来实现紧急工况下手动停止进水排水脱水及报警；排水按钮用来实现手动排水。2.1.2 设备控制要求全自动洗衣机控制系统的要求是能实现“正常运行”和“强制停止”两种控制方式。1 正常运行“正常运行”方式具体控制要求如下：将水位通过水位选择开关设在合适的位置高，中，低），按下“启动”按钮，开始进水，达到设定的水位高，中，低）后，停止进水；进水停止2S后开始洗涤；洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒；如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒；开始清洗，重复1）4），清洗两遍；清洗完成，报警3秒并自动停机。2. 强制停止“强制停止”方式具体控制要求如下：若按下“停止”按钮，洗衣过程停止，即洗涤电机和脱水桶转，进水电磁阀和排水电磁阀全部闭合；可用手动排水开关和手动脱水开关进行手动排水和脱水。2.2 全自动洗衣机控制系统的PLC选型和资源配置2.2.1控制系统构成图1 控制系统图控制系统图如图1-2所示。启动按钮停止按钮手动排水开关手动脱水开关水位选择开关高，中，低）水位检测设备高，中，低）PLC电磁进水阀电磁排水阀洗涤电动机脱水桶图1-2 全自动洗衣机控制系统图2 PLC框架配置图全自动洗衣机控制采用西门子公司的S7-200系列整体式PLC。PLC框架配置图如图1-3所示。3 I/O地址分配由于CPU模块有14点数字量输入，有10点数字量输出，所以不再需要输入/输出模块。采用I/O分配采用自动分配方式，模块上的输入端子对应的输入地址是I0.0-I1.5，输出端子对应的输出地址是Q0.0-Q1.1。CPU 模块CPU-224 AC/DC/继电器）图1-3 PLC框架配置图2.2.2 PLC硬件接线图图1-4 PLC硬件接线图3 全自动洗衣机控制系统PLC程序3.1 系统资源配置3.1.1 数字量输入部分这个控制系统的输入由启动按钮，停止按钮，水位选择开关高水位，中水位，低水位），手动排水开关，自动排水开关，高水位浮球开关，中水位浮球开关，低水位浮球开关，水排空浮球开关共11个输入点。具体的输入分配表如表1-1所示。表1-1 输入地址分配输入地址对应的外部设备I0.0启动按钮I0.1停止按钮I0.2水位选择开关高水位）I0.3水位选择开关中水位）I0.4水位选择开关低水位）I0.5手动排水开关I0.6手动脱水开关I0.7高水位浮球开关I1.0中水位浮球开关I1.1低水位浮球开关I1.2水排空浮球开关3.1.2 数字量输出部分这个控制系统需要控制的外部设备有进水电磁阀，排水电磁阀，洗涤电动机，脱水桶，报警器共5个设备。但是由于洗涤电动机由正转和反转两个状态，分别都应正转继电器和反转继电器，所以输出点应该有6个。具体的输出分配如表1-2所示。表1-2 输出地址分配输出地址对应的外部设备Q0.0进水电磁阀Q0.1排水电磁阀Q0.2洗涤电动机正转继电器Q0.3洗涤电动机反转继电器Q0.4脱水桶Q0.5报警器3.2源程序3.2.1 辅助继电器在本程序中，M0.0是按下启动按钮的辅助继电器；M0.1是判断洗衣机水位是否和设定水位不一致的辅助机继电器。M0.2是判断洗衣机水位是否和设定水位一致的辅助继电器；M0.3是停止自动洗衣的辅助继电器。NETWORK 1/按下启动按钮，开始洗衣/LD I0.0O M0.0AN I0.1= M0.0NETWORK 2/洗衣机水位与设定水位不一致辅助继电器/LD I0.2AN I0.7LD I0.3AN I1.0OLDLD I0.4AN I1.1OLD= M0.1NETWORK 3/洗衣机水位与设定水位相一致辅助继电器/LD I0.2A I0.7LD I0.3A I1.0OLD= M0.2NETWORK 4/停止自动洗衣辅助继电器/LD I0.1O M0.3AN Q0.0= M0.3所对应的梯形图如图17所示。3.2.2 进水在正常情况下，按下启动按钮后者脱水完毕，而且洗衣大循环未到3次时，开始进水，当水位到设定水位后停止进水，等待2S后进入洗衣过程。在强制停止情况下，当停止按钮按下时立即停止进水。它的助记符程序如下：NETWORK 5/进水到设定的水位/LD M0.0LD T40AN C51OLDO Q0.0A M0.1AN I0.1= Q0.0NETWORK 6/进水到设定的水位后等待2S/LD M0.2AN Q0.1AN Q0.2AN Q0.3TON T37,+20所对应的梯形图如图1-8所示。3.2.3 洗衣进水到设定水位2S后，开始洗衣，先正转20S，然后再反转20S，这样循环5次后进入排水过程。NETWORK 7/洗涤电动机正转30S/LD T37LDN C50A T39OLD Q Q0.2AN T38= Q0.2TON T38,+300NETWORK 8/洗涤电动机反转30s/LD T38O Q0.3AN T39= Q0.3TON T39,+300所对应的梯形图如图1-9所示。3.2.4 排水洗衣过程完毕后，进入排水过程。水排空后停止排水。它的助记符程序为：NETWORK 9/洗衣小循环5次/LD Q0.3LD Q0.1CTU C50,+5NETWORK 10/排水，直至水排空/LD C50O Q0.1AN I0.1AN I1.2LD M0.3A I0.5OLD = Q0.1所对应的梯形图如图1-10所示。3.2.5 脱水水排空后，开始脱水，脱水30S后停止脱水。因为判断水排空是否在排水完毕后，所以要用到排水完毕辅助继电器。它的助记符程序为：NETWORK 11/排水完毕辅助继电器/LD Q0.1O M0.4AN Q0.4= M0.4NETWORK 12/脱水30S/LD I1.2A M0.4O Q0.4AN T40AN I0.1O I0.6= Q0.4TON T40,+300所对应的梯形图如图1-11所示。3.2.6 洗完报警洗衣大循环3次后，开始洗完报警过程，3S后停止报警，这样整个洗衣过程结束。它的助记符程序为：NETWORK 13/洗衣大循环3次/LD Q0.4LD Q0.5CTU C51,+3NETWORK 14/报警3S/LD C51O Q0.5AN T41AN I0.1= Q0.5TON T41,+30所对应的梯形图如图1-12所示。4 全自动洗衣机控制系统程序设计和调试4.1 编程软件编程软件采用西门子公司为其生产的PLC而设计的编程软件STEP7-MICRO/WIN32。4.2 程序的流程图，构成和相关设置4.2.1 流程图1）强制停止流程图开始正常运行按动停止按钮洗涤电机和脱水桶停止转动，进水和排水电磁阀闭合打开手动脱水开关脱水打开手动排水开关排水结束强制停止流程图如图1-5所示2）正常运行流程图正常运行流程图如图1-6所示4.2.2 程序的构成这个程序有自动方式和手动方式。再自动方式下，PLC将运行已经设置好的程序如参数适用于机械一切都工作正常的情况下）。在手动方式下是紧急停止情况下，可以手动进行排水和脱水。4.2.3程序的下载，安装和调试将各个输入/输出端子和实际控制系统中的按钮，所需控制设备正确连接，完成硬件的安装。全自动洗衣机程序是由STEP7-MIRCO/WIN32软件的指令完成，正常工作时程序存放在存贮卡中，若要修改程序，先将PLC设定在STOP状态下，运行STEP7-MIRCO/WIN32编程软件，打开全自动洗衣机程序，即可在线调试，也可用编程器进行调试。5 毕业设计总结通过本系统的设计，对西门子S7-200系列PLC的特点有了深入的了解。全自动洗衣机控制系统利用了西门子S7-200系列PLC的特点，对按钮，电磁阀，开关等其他一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化。可编程控制器(PLC技术是一门实践性很强的专业课，可编程控制器技术在当今社会发展异常迅速，各生产厂家也推出了许多强大的新型PLC、各种特殊模块和通信联网器件，使可编程控制器成为集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置，成为实现工业自动化的一种强有力的工具。在这次设计以前，我对PLC一点也不懂，对指令感觉好模糊，当我拿到毕业设计任务书时，感觉把课题完整的做出来太难了，但后来通过在PLC实验室不断的调试程序以及老师的耐心指导，经过两周的时间，我终于把设计完成了，但由于是初次进行此类的设计，难免有些地方想得